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In der vorliegenden Dissertationsschrift wird ein Referenzmodell für den Digitalen Schatten in der Auftragsabwicklung in der Einzel- und Kleinserienfertigung entwickelt. Hierzu wird ein Datenmodell für den Digitalen Schatten hergeleitet, welches eine durchgängige echtzeitfähige Abbildung von Fertigungsaufträgen in der Auftragsabwicklung sicherstellt. Insbesondere die ortungsbasierte Datenerfassung auf Basis der Geoposition stellt eine Innovation im Vergleich zu bisherigen Ansätzen dar. Weiterhin wird ein Prozess zur Sicherstellung der Datenqualität aufgezeigt, welcher eine Identifikation sowie Korrektur von fehlenden und fehlerhaften Daten auf Basis von Integritätsregeln sowie multimodaler Sensorfusion ermöglicht. Zuletzt werden Gestaltungsempfehlungen zur Umsetzung des Referenzmodells für den Digitalen Schatten in der Auftragsabwicklung durch Verortung der entwickelten Komponenten in einer Gesamtarchitektur, einer IT-technischen Umsetzung sowie eines Vorgehensmodells zur Umsetzung in der betrieblichen Praxis gegeben.
Trotz technischer Möglichkeiten für eine hochfrequentere Planung werden noch immer nächtliche IT-Planungsläufe zur „Aktualisierung“ von Daten in der PPS durchgeführt. Produzierende Unternehmen sind nicht in der Lage zu bewerten, in welcher Häufigkeit Planungsläufe durchzuführen und welche Rahmenbedingungen dazu notwendig sind. Ergebnisse dieser Arbeit sind eine Unterstützung zur Bewertung der Häufigkeit von Planungsläufen sowie Gestaltungsempfehlungen für relevante Rahmenbedingungen der PPS.
Im Informationszeitalter ist die Bedeutung der Qualität von Informationen im Unternehmen von existenzieller Bedeutung. Um Messung der Informationsqualität entlang des gesamten Informationsflusses zu ermöglichen, stellt diese Arbeit eine Typisierung der Informationsflüsse, eine Notationsverfahren, eine Hierarchie verwendbarer Qualitätsdimensionen und ein mathematisches Messverfahren bereit. Dies erlaubt auch eine Implementierung der Messung in der informationsführenden Software.
Die Blockchain-Technologie beeinflusst das Vertrauen zwischen Akteuren positiv. Es zeigt sich jedoch, dass trotz dieses theoretischen Mehrwertes die Akzeptanz und Umsetzung in Unternehmensnetzwerken verhalten sind. In dieser Dissertationsschrift wurde ein Modell entwickelt, welches die grundlegende Struktur der Technologie beschreibt, die Wirkungsweise auf das Vertrauen offenlegt, die Bewertung von Anwendungsfällen ermöglicht sowie die Interaktion von Akteuren in einem Netzwerk visualisiert.
Intelligente Produkte sind im Privatkundenbereich etabliert. Mittelständler stehen jedoch vor großen die Smartifizierung betreffenden Herausforderungen. Sie wissen nicht, welche Methoden geeignet sind, um bestehende Produkte zu smartifizieren. Es bedarf daher einer Methode zur Spezifikation von intelligenten Produkten im Maschinenbau. Diese beruht auf generischen Entwicklungszielen und Use Cases, um Anforderungen abzuleiten, die die Initiierung von Smartifizierungsprojekten beschleunigen.
Der Einsatz von Business-Analytics wird für produzierende Unternehmen zunehmend zum strategischen Erfolgsfaktor. Dabei stellt vor allem die Vielzahl der zur Verfügung stehenden Business-Analytics-Methoden und deren Einsatzmöglichkeiten viele Praktiker vor Herausforderungen. Diese Arbeit setzt an diesen Barrieren an und gibt Praktikern ein Methodenset an die Hand, mit dessen Hilfe es möglich ist zu bewerten welche Methoden für welche Problemstellung und welche Datengrundlage geeignet sind.
Deutschland steht am Anbeginn einer Zeitenwende der Mobilität im urbanen Raum. Automobilhersteller reagieren auf diese Entwicklung mit Milliardeninvestitionen in neue Fahrzeug- und Mobilitätsangebote. Jedoch bleibt der Erfolg dieser Angebote vielfach hinter den Erwartungen zurück. Das Ziel der Arbeit ist daher die Identifikation von Präferenzstrukturen für neue Fahrzeug- und Mobilitätsangebote unter Berücksichtigung latenter Bedürfnisse privater Nutzer.
Die Blockchain-Technologie gilt als eine der großen Errungenschaften der Informationstechnologie, ist in ihren Eigenschaften und Ausprägungen bis dato jedoch kaum wissenschaftlich aufgearbeitet. Die in dieser Dissertationsschrift ausgearbeitete Morphologie der Blockchain-Technologie schafft eine wissenschaftlich fundierte generisch gültige Strukturierung ebenjener. Zudem wird die Technologie für die Anwendung im Supply-Chain-Management gestaltet.
Gestaltungsmodell zur Steigerung der Regelbarkeit von Produktionsplanungs- und -steuerungssystemen
(2020)
Die Dynamik der Märkte erfordert die Zunahme der Flexibilität der Produktionsprozesse. Als zentrale Herausforderung für Unternehmen gilt es, auf valider Informationsbasis Entscheidungen wesentlich schneller und agiler treffen zu können. Speziell im Umfeld der Produktion wird dies zukünftig auf Basis der geregelten Rückführung von Echtzeitinformationen erfolgen, welche in den entsprechenden PPS-Systemen verarbeitet werden zur Schaffung von Visibilität, Transparenz und Prognostizierbarkeit.
Im Rahmen der Arbeit wird ein Framework für Datenqualität (DQ) für Artikelstammdaten für ein Elektromobilitätsunternehmen entwickelt und für das Quellsystem der Entwicklung (PLM) implementiert. Zunächst werden dazu Anforderungen an die Datenqualität durch Experteninterviews erhoben und in Geschäftsregeln zur Bestimmung der Datenqualität überführt. Die Geschäftsregeln werden dabei in Abhängigkeit des Lebenszyklusstatus (Entwicklungsstatus) der Artikel definiert. Durch einen Abgleich mit gängigen Datenqualitätsframeworks werden die Geschäftsregeln Datenqualitätsdimensionen zugeordnet und dadurch ein individualisiertes Framework für Datenqualität in Abhängigkeit des Lebenszyklusstatus der Artikelstammdaten entwickelt.
Anschließend werden Dashboards zur Visualisierung der Datenqualitätsergebnisse und Ableitung von Maßnahmen zur Verbesserung der Datenqualität mittels Tableau entwickelt und implementiert, mit Hilfe dessen das entwickelte Datenqualitätsframework validiert wird.
eingesetzte Methoden:
Literaturrecherche, Experteninterviews, Modellbildung
Ergebnisse:
Lebenszyklusstatus-basiertes Datenqualitäts-Framework für Artikelstammdaten
initiale Datenqualitätsmessung und Darstellung der Ergebnisse mittels Datenqualitäts-Dashboards
Informationssicherheit gewinnt in produzierenden Unternehmen in Zeiten von Industrie 4.0 stetig an Bedeutung. Mit der steigenden Vernetzung nehmen nicht nur die zur Verfügung stehenden Daten, sondern auch die Anzahl potenzieller Schwachstellen für Cyberangriffe zu. Gleichzeitig gewinnen die erhobenen Daten an Bedeutung und Wert, nicht nur für die Unternehmen selbst, sondern auch für ihre Konkurrenten und andere Akteure. Entsprechend steigt die Zahl der Cyberangriffen auf produzierende Untemehmen. Besonders für kleine und mittelständische Unternehmen ist es dabei aufgrund ihrer begrenzten finanziellen und personellen Kapazitäten schwierig eigene Expertise im Bereich der Införmationssicherheit aufzubauen.
Ziel der Arbeit ist es daher Unternehmen die Integration von Informationssicherheit bei der Umsetzung von Industrie 4.0 zu vereinfachen. Dazusollen zunächst relevante Industrie 4.0 Anwendungsfalle mit Hilfe von Anwendungsfalldiagrammen beschrieben und visualisiert werden. Darauf aufbauend wird durch Identifikation der charakteristischen Merkmale und deren möglichen Ausprägungen eine Methodik zur allgemeinen Beschreibung der Use Cases abgeleitet, tm Anschluss werden für produzierende Unternehmen relevante Schwachstellen der Information beschrieben. Diese werden dann in Zusammenhang mit den in der Methpdik beschriebenen Merkmatsausprägungen gebracht. Dadurch sind mögliche Schwachstellen bei der Umsetzung von Industrie 4.0schnelter ersichtlich und die Integration von Informationssicherheit einfacher und effizienter möglich.
Somit leistet diese Arbeit einen Beitrag zur Verbesserung von Informationssicherheit in produzierenden Unternehmen. Durch die mit den Merkmalsausprägungen in Beziehung gebrachten Schwachstellen werden diese schnell ersichtlich. Außerdem ist die Methodik aufgrund ihrer Allgemeingültigkeit nicht nur auf die in der Arbeit beschriebene Anwendungsfälle begrenzt. Damit lässt sich die Anzahl potenzieller Gefährdungsstellen reduzieren, wodurch die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen erhalten bleibt.
In dieser Arbeit wird ein wissenschaftlich fundiertes und praxisorientiertes Tool für die Geschäftsführung von Unternehmen zur Bestimmung der eigenen transformationalen Reife in Bezug auf bevorstehende digitale Transformationsvorhaben entwickelt.
Hierzu werden zunächst elementare Anforderungen an ein modellbasiertes Self-Assessment zur Bestimmung der transformationalen Reife identifiziert. Anhand dieser Anforderungen wird dann die bestehende Literatur analysiert. Aus den Schwächen und Lücken innerhalb der Literatur wird anschließend ein Forschungsbedarf abgeleitet. Auf Basis dieses Forschungsbedarfes und entlang der identifizierten Anforderungen wird dann ein Digital Transformation Readiness Assessment entwickelt. Hierzu werden in einem ersten Schritt wichtige Fähigkeiten und Kompetenzen für die erfolgreiche Durchführung einer digitalen Transformation in Form von Capabilities definiert. Diese Capabilities dienen dann als Grundlage für ein Reifegradmodell zur Bestimmung des transformationalen Reifegrades. Hierzu werden die Capabilities durch Merkmale mit entsprechenden Merkmalsausprägungen beschrieben und in einem morphologischen Kasten dargestellt. Aus den Merkmalen mitsamt der Merkmalsausprägungen wird daraufhin ein Fragebogen mit insgesamt 44 Fragen entwickelt. Um diesen Fragebogen herum wird anschließend ein Excel-Tools entwickelt, um die angestrebte Eigenbeurteilung der transformationalen Reife durch die Führung von Unternehmen zu ermöglichen.
Das in dieser Arbeit konzipierte Digital Transformation Readiness Assessment trägt zur Forschung im Bereich der transformationalen Reife bei und stellt eine initiale Grundlage für Unternehmen zu Beginn einer digitalen Transformation dar.
Trotz der steigenden Bedeutung und des stetig wachsenden Marktes scheitert die Implementierung von BA bei über 70 Prozent der Unternehmen. Die Einführung von BA übersteigt die Komplexität konventioneller applikationsbasierter IT-Projekte und bedarf daher der ganzheitlichen Anpassung der Unternehmensorganisation und der IT-Infrastruktur. Es fehlt zudem aus wissenschaftlich-technischer Sicht ein geeignetes Vorgehen und eine Untersuchung zur ganzheitlichen Implementierung von BA. Insbesondere kmU scheitern oft aufgrund geringer Ressourcen an der für die Implementierung von BA notwendigen Transformation. Bestehende Forschungsansätze, die insbesondere zu vergangenheitsbezogenen Business-Intelligence-Implementierungen existieren, sind aufgrund fehlender Untersuchung von multivariaten Wirkzusammenhängen, fehlendem kmU-Bezug und Kontext nicht hinreichend.
In der zu entwickelnden Masterarbeit wird ein Strukturgleichungsmodell entwickelt, um eine kmU-gerechte Einführung zu fundieren. Dafür werden zunächst kritische Erfolgsfaktoren recherchiert und durch Experten validiert und priorisiert. Im Anschluss wird ein Hypothesensystem entwickelt, welches in einem Strukturgleichungsmodell ersten Tests unterzogen wird, um Wirkzusammenhänge zwischen Determinanten und Faktoren des Erfolgs aufzuzeigen. Nach Sicherung einer ausreichend großen Stichprobe werden mithilfe von ersten Tests die Parameter mit Hilfe modelltheoretischer Mehrgleichungssysteme geschätzt. Dabei wird auf den varianzbasierten Partial-Least-Squares-Ansatz zurückgegriffen.
Deutsche Maschinen- und Anlagenbauer (MuA) sind für ihre Prozess- und Produktin-novationen bekannt. Die Entwicklung von exzellenten Produkten hat das Image „made in germany“ in den letzten Jahrzehnten geprägt. Innovationen generieren Wachstum und gewährleisten die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen. Die Entwicklung von neuen oder effizienteren Prozessen und Produkten reicht zur Behauptung der Markt-position allerdings häufig nicht mehr aus, da der Wettbewerbsdruck steigt. Der Wett-bewerbsdruck steigt vor allem aufgrund der anhaltenden Globalisierung und der wach-senden Konkurrenz aus Fernost (s. GASSMANN ET AL. 2013, S. 4). Zur Differenzierung gegenüber Wettbewerbern ist die Geschäftsmodellinnovation in den letzten Jahren in den Fokus vieler Unternehmen gerückt. Der Erfolg eines Unter-nehmens hängt somit nicht mehr ausschließlich von der Qualität der Produkte und Services ab, sondern davon, dass das Geschäftsmodell am Markt Anklang findet. Im MuA ist daher ein Paradigmenwechsel von produktzentrierten hin zu Produkt Service System (PSS) Anbietern zu erkennen (s. SCHUH ET AL. 2017, S. 4-6). Eine Möglichkeit der Umsetzung eines PSS ist die Innovation zu einem subskriptions-basierten Geschäftsmodell. Hierbei wird dem Kunden der Zugang zu einem regelmä-ßigen Leistungsbezug gegen einen fortlaufenden Zahlungsstrom gewährleistet (s. TZUO U. WEISERT 2018). Der Anbieter garantiert seinem Kunden eine festgelegte Aus-bringungsmenge sowie die dafür benötigten Betriebsmittel. Zudem ermöglicht der An-bieter durch die Unterstützung und das eingebrachte Fachwissen eine kontinuierliche Produktivitätssteigerung. Der Betreiber reduziert durch die Subskription zahlreiche Un-sicherheiten und unternehmerische Aufwendungen. Zu diesen zählen hohe Investiti-onskosten, Instandhaltung, der Bezug von Betriebsmitteln oder die Optimierung ent-scheidender Technologie- und Prozessparameter. Im Konsumentengeschäft haben sich subskriptionsbasierte Geschäftsmodelle bereits am Markt etabliert. Aufgrund der hohen Ertragschancen findet die Subskription auch im MuA Anklang. So haben bei-spielsweise Heidelberger Druckmaschinen und Kaeser das Model erfolgreich imple-mentiert (s. STICH U. HICKING 2019, S. 551). Im MuA stellt die Verpackungsmaschinen-industrie einen eigenen Geschäftszweig dar (s. VDMA 2008). Nicht zuletzt wegen des hohen Materialverbrauchs erscheint das Geschäftsmodell der Subskription in diesem Bereich sehr lukrativ (s. HERTERICH ET AL. 2016, S. 5-7). In der Verpackungsmaschinenbranche sind solche Geschäftsmodellinnovationen wei-testgehend unerforscht. Die Konzeption eines subskriptionsbasierten Geschäftsmo-dells beinhaltet das Aufstellen aller Geschäftsprozesse und des Partnernetzwerkes sowie dessen Bewertung. Die genaue Zielsetzung der Arbeit wird im folgenden Kapitel erläutert.
Methodik zur Auswahl eines Vorgehensmodells für die Entwicklung von Cyber-Physischen Systemen
(2019)
Das Ziel der Arbeit ist die Unterstützung CPS-entwickelnder Unternehmen durch eine projektspezifische Identifikation geeigneter Vorgehensmodelle, Methoden und Werkzeuge. Für die Auswahl wurde eine Methodik entwickelt, die anwendungsspezifische Ausprägungen des CPS-Projekts berücksichtigt und dem Anwender auf dieser Datenbasis konkrete Vorschläge geeigneter Modelle mit dafür geeigneten Methoden und Werkzeugen macht. Die Methodik besteht aus vier Schritten, die gemeinsam mit dem CPS-entwickelnden Unternehmen im Rahmen eines Workshops durchlaufen werden können.
Mehrwert der Abschlussarbeit
•Liefert konkretes methodisches Vorgehen zur Beschreibung von intermodalen Mobilitätsketten und deren Aufbau
•Liefert konkretes methodisches Vorgehen zur Beurteilung der Potenziale von intermodalen Mobilitätsketten und Berücksichtigung der spezifischen städtischen Rahmenbedingungen
Herausforderungen der Praxis und ForschungHerausforderungen der Praxis und ForschungHerausforderungen der Praxis und Forschung
•Fähigkeit zur Realisierung von Ende-zu Ende-Mobilitätsketten ist ein wesentlicher Erfolgsfaktor in der Diskussion um zukünftige Mobilitätssysteme
•Aktuelle Indizes und Studien zu global und nicht konkret genug
•Zurzeit existiert keine ausreichende methodische Unterstützung zur Beurteilung des Potenzials und hinsichtlich Realisierbarkeit Reisezeit, Reisekosten und Komfort der Reise Entlang einer Kette
Betrachtete theoretische Grundlagen
•Differenzierte Betrachtung der Definitionen von Mobilität, Mobilitätskonzept, Interodale Mobilität, Smart Cities, Geschäftspotenzial, Mobilitätsbedarf
•Vergleich und Analyse 4 zentraler Mobilitätsindizes und Untersuchung hinsichtlich evtl. Defizite
•Grundlagen im Bereich intermodale Mobilitätsketten (auch Mobilitätsmodi und Mobilitätszweck und -bedarf), Mobilitätsverhaltensforschung Beurteilung Geschäftspotenzial
Vorgehen/Grundstruktur des Modells/Konzepts/Katalogs
•7 Schnittiges Vorgehen, welches ausgehend von einem realen Mobilitätsbedarf Szenarien (intermodale Mobilitätsketten) ableitet und deren Realisierbarkeit untersucht, sie hinsichtlich Zeit, Kosten und Komfort beschreibt und über einen Typologisierungsansatz (Sinus-Milieus) Nutzerakzeptanz ableitet. Diese wird in einer Beurteilung des Potenzials im Unterschied zum Status Quo zusammengefasst.
•Spezifisch ausgearbeitet für die Verbindung zweier Quartiere
•Angewendet am Fallbeispiel Quartier Aachen Innenstadt und Campus Melaten Nord ( täglicher Arbeitsweg)
Mehrwert der Abschlussarbeit
•Liefert konkretes methodisches Vorgehen zur Beschreibung von intermodalen Mobilitätsketten und deren Aufbau
•Liefert konkretes methodisches Vorgehen zur Beurteilung der Potenziale von intermodalen Mobilitätsketten und Berücksichtigung der spezifischen städtischen Rahmenbedingungen von intermodalen Mobilitätsketten und deren Aufbau
•Liefert konkretes methodisches Vorgehen zur Beurteilung der Potenziale von intermodalen Mobilitätsketten und Berücksichtigung der spezifischen städtischen Rahmenbedingungen
The main objective of this thesis is to find ways to increase customer satisfaction, by finding solutions to reduce the processing time in offer and order generation, and to work on easier steps for the Service and Sales Companies (SSCs) to quote the offers to the end customers; which will help to reduce the overall delivery times in a large spare parts supply business line. SSCs are part of Voith Group, and located worldwide. These SSCs are the first point of contact for the end-customers. Currently, the company is taking a lot of time for generating the parts offer and parts order and there are many reasons that lead to the delay in processing the offers and orders. In this thesis, these points will be highlighted by analyzing the process thoroughly and a valid solution will be found to reduce the overall delay.
The objectives of this thesis are also to find the performance gaps or bottlenecks from the case company's spare part supply chain's processes and adequate ways to improve the performance and to remove these bottlenecks, ultimately leading to shorter lead times, better customer satisfaction and more agile spare part delivery process. The possible performance gaps can be revealed by measuring the performance of the supply chain processes with a performance measurement tool that is based on findings from the literature review and afterwards applied in to the case company's processes. The performance measuring tools used in this thesis are On Time in Full (OTIF) and the delay in the offer generation.
The outcome of this work will provide the case company some valid solutions to reduce the offer generation and the order confirmation time by analyzing various parameters. A well-defined and standardized World price and delivery time matrix will be created. The pros and cons of this list will be analyzed and new measures undertaken by the company with regard to parts pricing strategy will be discussed.